KR102096755B1 - 파쇄노즐을 내부에 포함하여 수송 효율을 높일 수 있는 기송 장치 - Google Patents

파쇄노즐을 내부에 포함하여 수송 효율을 높일 수 있는 기송 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기체로 분체를 이송하는 기송장치에 있어서, 기체공급부에서 공급되는 가압된 기체가 통과하면서 공급되는 분체를 이송 가능하게 마련된 본라인과; 상기 본라인에 착탈 가능하게 결합되는 기송배관부와; 상기 기송배관부에 분체가 적체되는 경우 기체가 유입 가능하게 상기 기송배관부의 상측에 결합된 분체파쇄배관부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 보다 효과적이고 간단하고 편리하게 이송 배관 중에 적체 내지 쌓여진 분체를 제거할 수 있다.

Description

파쇄노즐을 내부에 포함하여 수송 효율을 높일 수 있는 기송 장치 {Powder Feeding Apparatus transferred by Gas including Breaking Nozzle in order to improve the feeding efficiency}
본 발명은, 분체를 기체로 이송시키고 파쇄노즐을 내부에 포함하여 수송 효율을 높일 수 있는 기송 장치에 관한 것으로, 수송되는 분체의 뭉침과 고착을 방지하여 기송 장치의 막힘 현상과 이송 충격을 현저히 감소시킬 수 있도록 구조를 개선한 기송 배관에 관한 것이다.
산업 설비에서 원료나 부산물을 한 장소에서 필요로 하는 장소나 위치로 운반 내지 수송, 이송시키는 수단은 다양하게 존재한다.
그 중에서 이송 대상이 미립자로 된 분체를 이송시키는 설비는 벨트 컨베이어, 스크류 컨베이어, 버킷 엘리베이터 등의 기계적인 형태(mechanical type)의 설비와 공기, 질소 등의 압력과 운동에너지를 이용하여 밀폐된 배관 내부로 분체를 이송하는 기송 형태(pneumatic type)의 설비가 있다.
특히, 기송 형태 설비인 기송 장치는 설비 구성의 단순성, 설치 공간의 효율성, 레이아웃 배치의 용이성 및 분진의 배출이 적어 산업설비의 운송 수단으로 각광받고 있다.
그러나 기송 장치에서는 비중이 높거나 수분을 함유하는 분체를 운송하는 경우 덩어리지거나 적체되는 등의 운전상 문제가 발생할 수 있다.
이러한 현상이 발생하지 않도록 이송 배관의 크기 유속의 흐름을 설정해야 하지만 갑작스런 분체의 다량 유입 등으로 근본적으로 분체가 배관 중에 쌓이는 등의 문제를 제거하기 어렵다.
따라서, 기송 장치 중에서 이송 배관 내부에 과다하게 투입된 분체 및 뭉쳐진 분체를 수송이 용이한 적절한 형태로 파쇄 내지 분산시키는 것이 바람직하다.
[참고문헌]
공개특허공보 10-2016-0011053호 (2016.01.29. 공개)
일본공개특허공보 특개2004-051376호 (2004.02.19. 공개)
본 발명의 목적은, 공기를 포함하는 기체에 의하여 이송되는 분체가 이송되는 과정에서 과도하게 투입되거나, 수분 등에 의해 뭉쳐진 분체를 간단하고 편리하게 수송이 용이하고 원활한 상태로 분산 내지 파쇄시켜 이송 배관의 막힘을 예방하고 덩어리진 분체가 이송되면서 발생하는 충격을 현저하게 절감시킬 수 있는 파쇄노즐을 내부에 포함하여 수송 효율을 높일 수 있는 기송 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 기송배관부의 막힘을 예방하는 분체파쇄배관부측의 파쇄노즐로 분체가 유입되는 것을 예방할 수 있는 기송 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 기체로 분체를 이송하는 기송장치에 있어서, 기체공급부에서 공급되는 가압된 기체가 통과하면서 공급되는 분체를 이송 가능하게 마련된 본라인과; 상기 본라인에 착탈 가능하게 결합되는 기송배관부와; 상기 기송배관부에 분체가 적체되는 경우 기체가 유입 가능하게 상기 기송배관부의 상측에 결합된 분체파쇄배관부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기송장치에 의해서 달성된다.
또한, 상기 기송배관부는 상기 본라인에서 수평으로 이송되는 영역에 배치되고, 상기 분체파쇄배관부에는 상기 기송배관부의 상측에 위치하여 상기 기송배관부의 하측에 적체된 분체를 향하도록 복수의 파쇄노즐부재가 관통 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 파쇄노즐부재는 분체가 이송되는 방향으로 길게 형성된 슬롯 형상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 파쇄노즐부재의 상기 슬롯의 단면은 경사를 가지며 상기 슬롯의 외측은 내측보다 더 크게 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 파쇄노즐부재로 기체가 유도되도록 상기 분체파쇄배관부의 단면적을 감소시키는 노즐유도부재가 상기 파쇄노즐부재에 형성되며, 상기 노즐유도부재는 상기 분체파쇄배관부의 내측으로 돌출되는 길이를 조절 가능하게 마련된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 공기를 포함하는 기체에 의하여 이송되는 분체가 이송되는 과정에서 과도하게 투입되거나, 수분 등에 의해 뭉쳐진 분체를 간단하고 편리하게 수송이 용이하고 원활한 상태로 분산 내지 파쇄시켜 이송 배관의 막힘을 예방하고 덩어리진 분체가 이송되면서 발생하는 충격을 현저하게 절감시킬 수 있는 파쇄노즐을 내부에 포함하여 수송 효율을 높일 수 있는 기송 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기송 장치의 레이아웃,
도 2는 도 1의 Detail "A" 부분을 확대한 도면으로 분체파쇄배관부의 정상적인 상태와 배관에 이송물인 분체가 적체되어 파쇄되는 과정을 비교 설명하기 위한 단면도,
도 3은 도 2의 Detail "B" 부분을 확대한 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기체로 분체를 이송하는 기송 장치(100)에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기송 장치의 레이아웃이고, 도 2는 도 1의 Detail "A" 부분을 확대한 도면으로 분체파쇄배관부의 정상적인 상태와 배관에 이송물인 분체가 적체되어 파쇄되는 과정을 비교 설명하기 위한 단면도이며, 도 3은 도 2의 Detail "B" 부분을 확대한 단면도이다.
이하에서 설명의 편의상 도 1의 기체가 공급되어 수평으로 가는 방향을 따라 좌측 방향에서 우측 방향으로 기체(또는 분체)가 흐른다(이송된다)라고 하며, 분체공급부(110)에서 공급되는 분체가 본라인(120) 또는 기송배관부(130)로 공급되는 방향을 따라 도 1의 좌측에서 우측으로 분체가 공급된다고 한다.
본 발명에 따른 기송 장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 기체로 분체를 이송하고, 기체공급부(170)에서 공급되는 가압된 기체가 통과하면서 공급되는 분체를 이송 가능하게 마련된 본라인(120)과; 상기 본라인(120)에 착탈 가능하게 결합되는 기송배관부(130)와; 상기 기송배관부(130)에 분체가 적체되는 경우 기체가 유입 가능하게 상기 기송배관부(130)의 상측에 결합된 분체파쇄배관부(150)를 포함하는 것이 바람직하다.
기송 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 저장된 분체(10)를 공급하는 분체공급부(110)와, 본체공급부(110)와 연통하여 산소, 질소를 포함하는 가압된 기체가 통과하면서 분체공급부(110)에서 공급되는 분체를 기체로 이송하는 본라인(120)과, 본라인(120)과 연통되어 본라인(120)의 수평 영역 일부에 착탈 가능하게 마련되어 분체파쇄배관부(150)를 갖는 기송배관부(130)와, 기송배관부(130)의 후단부에 마련되어 이송된 분체를 저장하는 이송분체저장조(190)를 구비하는 것이 바람직하다.
분체공급부(110)는, 공급되는 분체를 저장하는 저장조(미도시)와, 분체공급부(110)에 저장된 분체를 일정량으로 공급해 주는 예를 들면 로터리 밸브를 포함하는 정량공급부재(113)와, 분체공급부(110)의 하단에 마련되어 정량공급부재(113)에서 공급되는 분체가 이송되는 배관을 개폐하는 분체공급밸브(115)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
이송분체저장조(190)는, 본라인(120) 및 기송배관부(130)를 따라 이송된 분체가 저장되는 곳으로 기체는 필터 등을 통해 외부로 배출되며, 분체가 얼마나 저장되었는지를 감지하는 센서와 감지된 센서에 의해 분체가 설정된 높이로 저장된 경우 이를 미도시된 제어부로 전송하여 분체의 공급이 이루어지지 않도록 제어할 수 있다. 또한, 이송분체저장조(190)의 하부인 콘 영역에는 저장된 분체가 다져져 하측의 배출구(미도시)로 분체가 이송되지 않는 브리지(bridge) 현상 등을 예방할 수 있도록 바이브레이터, 에어 노크(air knocker) 등이 부착될 수 있다.
기송배관부(130)는 분체를 기체의 유속에 의하여 이송하는 통상적으로 파이프 형상의 가운데가 비어 있는 원통형이 바람직하다. 기송배관부(130) 내에서 특히 수평 배관에서 분체의 비중이 무거운 경우에 이송되던 분체 일부가 이송이 되지 않고 적체가 되면 후속하는 분체도 점점 쌓이게 되고 종국에 가서는 기송배관부(130) 자체를 막아버리거나 이송 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 즉, 이렇게 기송배관부(130) 내부에 쌓여지거나 적체된 분체의 증가로 인해 분체의 이송이 어려워질 수 있다.
이에, 본 발명에 따르면 기송배관부(130)에서 적체되거나 쌓인 분체를 제거 내지 파쇄하기 위하여 분체파쇄배관부(150)를 기송배관부(130) 내부에 구비하고 있다.
기송배관부(130) 및 분체파쇄배관부(150)는 본라인(120) 배관 영역 중에서 특히 수평 배관 영역에 설치되는 것이 바람직하다.
즉, 본라인(120)과 기송배관부(130)는 상호 연통되어 있으며, 분체와 기체가 동시에 흐르면서 기송배관부(130)의 하측에 분체가 쌓이게 되면 유로가 좁아져 자연스럽게 분체보다 가벼운 기체가 분체파쇄배관부(150)로 흐르도록 하는 특징을 갖는다. 즉 분체파쇄배관부(150)로는 별도의 기체를 주입하지 않는 형태로 기송배관부(130)의 큰 유로가 막히면 자연적으로 기체의 흐름을 분체파쇄배관부(150)로 유도할 수 있고 이러한 분체파쇄배관부(150)의 기체 흐름에 따라 파쇄노즐부재(153)로 기체가 분사되면서 기송배관부(130)의 큰 유로에 쌓여 있는 분체를 도 2(a) 및 도 3과 같이 부분적으로 가압하여 쌓여 있는 분체를 점점 적게하여 결국에는 쌓여 있는 분체를 제거할 수 있다.
분체파쇄배관부(150)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기송배관부(130)의 원형 단면 중 상측에 기송배관부(130)의 단면적보다 작은 단면적으로 구비된 기송배관부(130)의 길이방향을 따라 동일한 길이방향으로 기송배관부(130)의 수평 구간에 결합된 것이 바람직하다.
기송배관부(130)의 크기에 비하여 분체파쇄배관부(150)의 크기는 매우 작다. 예를 들면, 기송배관부(130)의 파이프 크기가 80A라면, 분체파쇄배관부(150)의 파이프 크기는 20A이다. 기송배관부(130)의 파이프 크기는 분체의 이송량, 종류 등에 따라 상이하고 예를 들면, 80A ~ 200A 범위라면, 대응한 분체파쇄배관부(150)의 파이프 크기는 20A에서 40A 범위인 것이 바람직하다.
분체파쇄배관부(150)의 하측에는 분체파쇄배관부(150)로 유입된 기체(물론 부분적으로 분체도 포함)가 하측으로 유도될 수 있도록 관통된 복수의 파쇄노즐부재(153)가 형성되어 있다.
파쇄노즐부재(153)는 기체와 함께 유입되는 분체가 통과하면서 파쇄노즐부재(153)를 막는 것을 예방할 수 있도록 다양한 형태로 하측으로 관통 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 도 3의 하측의 도면과 같이 분체 이송 방향으로 길이가 긴(도 3의 'a' 및 'b' 중 'b' 참조)게 형성된 슬롯 형상으로 구비될 수 있다.
여기서, 일예로 도 3의 하단에 표시된 슬롯 형상에서 'a'의 크기는 3~6mm이고, 'b'의 크기는 10~25mm인 것이 바람직하다. 물론, 이 때, 기송배관부(130)의 크기는 80A ~ 200A 범위이고, 분체파쇄배관부(150)의 크기는 20A ~ 40A 범위를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 파쇄노즐부재(153)의 이격된 간격인 피치(도 3의 하측 'pitch' 참조)는 분체파쇄배관부(150)의 크기가 20A, 기송배관부(130)의 크기가 80A, 슬롯의 형상 'a'의 크기가 3mm, 'b'의 크기가 10mm인 경우 500mm인 것이 바람직하다.
이러한 슬롯 형상은 단면이 경사진 형태(도 3의 'α1' 및 'α2' 참조)로 구비되며 슬롯의 외측은 내측보다 더 크게 형성된 것이 바람직하다. 즉, 이러한 형태 내지 구조에 의하여 기송배관부(130)를 흐르는 기체의 유속과 분체파쇄배관부(150)에서 흐르는 기체의 유속 및 파쇄노즐부재(153)를 통해 기송배관부(130)로 흐르는 기체의 유속은 차이를 가질 수 있다. 이러한 유속의 차이에 의해 기송배관부(130)의 분체나 기체가 기송배관부(130)측에서 분체파쇄배관부(150)측으로 유입되지 않아 분체파쇄배관부(150)는 비교적 분체의 유입이 될 가능성이 거의 없으므로 기체만이 안정적으로 흐를 수 있어 분체파쇄배관부(150)가 분체 등으로 막히는 현상을 예방할 수 있다.
여기서, 도 3의 외측을 향하여 경사진 각도인 'α1'은 2~4° 범위에서 'α2'은 1~2.5° 범위인 것이 바람직하다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 분체파쇄배관부(150)의 시작점은 기송배관부(130)의 단부로부터 이격(도 3의 'X' 참조)되어 있다. 이렇게 이격되도록 분체파쇄배관부(150)가 배치되어 공기저항이 비교적 없는 분체파쇄배관부(150)가 없는 배관 라인을 흐르는 유체가 분체파쇄배관부(150)로 용이하게 유도될 수 있도록 안내할 수 있다. 이러한 구조에 의하여 더욱 더 별도의 유체를 분체파쇄배관부(150)로 주입할 필요가 없게 된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 분체파쇄배관부(150)로 유입된 기체가 파쇄노즐부재(153)로 유입이 용이하도록 분체파쇄배관부(150)의 단면적을 부분적으로 감소시켜주며 기체의 흐름에 저항을 적게 주는 구조로 마련된 노즐유도부재(155)가 파쇄노즐부재(153)의 대응한 위치에 구비되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 노즐유도부재(155)는 실시예로 배관 내부에 부분적으로 볼록한 형태나 다른 형태로 마련되어 분체파쇄배관부(150)에 결합(관통 후 용접 등)될 수 있는 구조를 구비할 수 있다. 그리고, 이러한 기능을 보다 효과적으로 유지하기 위하여 노즐유도부재(155)를 분체파쇄배관부(150)의 내측으로 돌출되는 길이를 조절할 수 있는 예를 들면 볼트를 포함하는 유도부재조절부재(157)가 구비되는 것이 바람직하다. 이에, 사용지는 기송배관부(130) 외측에서 예를 들면 드라이버 등으로 유도부재조절부재(157)를 작동시켜 노즐유도부재(155)의 돌출되는 길이를 조절할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 분체파쇄배관부(150)가 위치한 적당한 곳에는 기송배관부(130)의 외측이 투명하여 카메라 등으로 그 상태를 볼 수 있는 구조로 할 수도 있음을 물론이다. 이러한 투명한 구조로 분체의 적체 여부 등에 따라 제어부에서 기체의 이송 압력 내지 이송 속도를 증가시킬 수도 있고 감소시키도록 제어할 수 있다. 이러한 제어가 자동으로 이루어질 수 있도록 할 수도 있음을 물론이다.
본라인(120)에 착탈되는 기송배관부(130)는 내부에 분체파쇄배관부(150)를 구비하고 있으므로 다른 본라인(120)의 배관보다 다소 유로가 좁아져 있으므로 이러한 영역에서 분체의 쌓임 현상이 발생될 소지가 매우 높다. 이렇게 분체의 쌓임 현상이 발생할 소지가 높은 영역에 분체파쇄배관부(150)가 위치하고 있으므로 분체의 쌓임 현상을 효과적으로 예방할 수 있다.
이러한 구성에 의해 분체파쇄배관부(150)의 작동 과정을 도 2의 (a)와 (b)를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2의 하측에 있는 도 2(b)는 기체와 분체가 정상적으로(분체가 적체되거나 쌓이는 현상이 발생하지 않은 상태) 분체파쇄배관부(150)가 결합된 기송배관부(130)를 통과하는 것을 도시한 것이다.
반면에, 도 2의 상측에 있는 도 2(a)는 분체가 적체되거나 쌓이는 현상이 발생한 분체파쇄배관부(150)가 결합된 기송배관부(130)에서 기체가 부분적으로 분체파쇄배관부(150)로 유입되어 유입된 기체가 파쇄노즐부재(153)를 통해 배출되면서 하측에 쌓여진 분체를 파쇄 내지 제거하는 것을 모식적으로 도시한 것이다.
즉, 좁아진 기송배관부(130)의 유로에 의해 본라인(120)으로부터 분체파쇄배관부(150)로 유입되어 파쇄노즐부재(153)를 통해 분사되는 기체에 의하여 기송배관부(130)에 적체 등이 된 분체를 파쇄, 분리, 제거를 통해 이송시킬 수 있다. 또한, 분체파쇄배관부(150)를 통해 계속 흐르는 기체는 노즐유도부재(155)에 의하여 이격된 각 파쇄노즐부재(153)로 흐르도록 안내시킬 수 있다.
이에, 본 발명에 따르면, 공기를 포함하는 기체에 의하여 이송되는 분체가 이송되는 과정에서 과도하게 투입되거나, 수분 등에 의해 뭉쳐진 분체를 간단하고 편리하게 수송이 용이하고 원활한 상태로 분산 내지 파쇄시켜 이송 배관의 막힘을 예방하고 덩어리진 분체가 이송되면서 발생하는 충격을 현저하게 절감시킬 수 있는 파쇄노즐을 내부에 포함하여 수송 효율을 높일 수 있는 기송 장치를 제공할 수 있다.
또한, 기송배관부(130)가 막히더라도 별도로 기송배관부에 막힘을 제거하기 위한 별도의 기체를 제공하지 않고 본라인을 따라 흐르는 기체가 자연적으로 분체파쇄배관부(150)로 흐를 수 있도록 유도하는 구조이므로 구조가 간단하고 편리하며 별도의 기체 유입을 필요로 하지 않아 경제성도 향상기킬 수 있다. 또한, 착탈 가능한 타입이므로 본라인(120)의 어느 곳에도 설치할 수 있다는 장점을 갖는다. 즉 불필요한 곳에는 기송배관부(130)만 설치하고 내측의 분체파쇄배관부(150)를 제외하면 본라인(120)과 동일하게 되는 구조이다.
여기서, 본 발명의 일 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 기송 장치 110 : 분체공급부
113 : 분체정량공급부재 115 : 분체공급밸브
120 : 본라인 130 : 기송배관부
150 : 분체파쇄배관부 153 : 파쇄노즐부재
155 : 노즐유도부재 157 : 유도부재조절부재
170 : 기체공급부 190 : 이송분체저장조

Claims (6)

  1. 기체로 분체를 이송하는 기송장치에 있어서,
    기체공급부에서 공급되는 가압된 기체가 통과하면서 공급되는 분체를 이송 가능하게 마련된 본라인과;
    상기 본라인에 착탈 가능하게 결합되는 기송배관부와;
    상기 기송배관부에 분체가 적체되는 경우 기체가 유입 가능하게 상기 기송배관부의 상측에 결합된 분체파쇄배관부;를 포함하되,
    상기 분체파쇄배관부의 시작점은 기송배관부의 단부로부터 이격된 것을 특징으로 하는 기송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기송배관부는 상기 본라인에서 수평으로 이송되는 영역에 배치되고,
    상기 분체파쇄배관부에는 상기 기송배관부의 상측에 위치하여 상기 기송배관부의 하측에 적체된 분체를 향하도록 복수의 파쇄노즐부재가 관통 형성된 것을 특징으로 하는 기송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파쇄노즐부재는 분체가 이송되는 방향으로 길게 형성된 슬롯 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 기송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파쇄노즐부재의 상기 슬롯의 단면은 경사를 가지며 상기 슬롯의 외측은 내측보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 기송장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 파쇄노즐부재로 기체가 유도되도록 상기 분체파쇄배관부의 단면적을 감소시키는 노즐유도부재가 상기 파쇄노즐부재에 형성되며,
    상기 노즐유도부재는 상기 분체파쇄배관부의 내측으로 돌출되는 길이를 조절 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 기송장치.
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0656266A (ja) * 1992-07-31 1994-03-01 Sumitomo Metal Ind Ltd 粉体の気体輸送方法
JP2004051376A (ja) * 2002-07-17 2004-02-19 Moeller Materials Handling Gmbh 塵状、粉状または粒状のバルク材を空気圧または油圧輸送する装置

Patent Citations (2)

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